要分析比特幣系統(tǒng)的安全性，我們應(yīng)首先考慮在比特幣系統(tǒng)中可能存在的攻擊形式。一個(gè)攻擊者若想通過(guò)攻擊比特幣系統(tǒng)獲益，顯然是需要掌控“記賬權(quán)”，即產(chǎn)生區(qū)塊的權(quán)力。由于比特幣系統(tǒng)中，由誰(shuí)來(lái)產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊是一個(gè)完全隨機(jī)的事件，因此，由一個(gè)攻擊者節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生部分區(qū)塊是完全有可能的，但由于比特幣中的正常節(jié)點(diǎn)都會(huì)對(duì)產(chǎn)生區(qū)塊中的交易進(jìn)行驗(yàn)證（通過(guò)運(yùn)行交易中的鎖定腳本和解鎖腳本），因此，所有誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)都不會(huì)接受包含了無(wú)效交易的區(qū)塊，這意味著攻擊者無(wú)法憑空創(chuàng)造價(jià)值，也無(wú)法對(duì)不屬于自己的比特幣進(jìn)行掠奪，攻擊者所能夠進(jìn)行的僅僅是對(duì)自己發(fā)出的交易信息進(jìn)行修改（因?yàn)樗鼰o(wú)法偽造其他參與者的簽名等信息）。

一個(gè)典型的攻擊場(chǎng)景即為“雙花攻擊”，在這種攻擊中，攻擊者先將自己所擁有的資產(chǎn)（UTXO）在一筆交易（記為T(mén)X1）中支付給另一個(gè)參與者以換取某些其他資產(chǎn)，該交易被寫(xiě)入當(dāng)前比特幣區(qū)塊鏈（記為鏈A）的第N+1個(gè)區(qū)塊；此時(shí)攻擊者同時(shí)秘密地準(zhǔn)備另一條基于原比特幣區(qū)塊鏈第N個(gè)區(qū)塊的后續(xù)鏈（記為鏈B），該鏈中并不包含TX1；攻擊者等待實(shí)際獲取到TX1交易中所涉及的其他資產(chǎn)之后，再使用自己準(zhǔn)備的這條秘密鏈B同原記錄有TX1交易的鏈A進(jìn)行替換，便可“抹消”自己所參與的TX1交易，收回自己在TX1交易中所使用的UTXO。

當(dāng)然，由于比特幣的“最長(zhǎng)鏈勝出”原則，攻擊者秘密生成的鏈B需要在替換時(shí)比原有鏈A更長(zhǎng)，才能夠成功實(shí)行雙花攻擊。而比特幣系統(tǒng)中采用的PoW機(jī)制保證了，某節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊的概率與該節(jié)點(diǎn)的算力占所有參與PoW的節(jié)點(diǎn)的算力的比例成正比，因此，雙花攻擊的成功概率與攻擊節(jié)點(diǎn)的算力密切相關(guān)。

比特幣保證安全性及解決51%攻擊最先出現(xiàn)在己任區(qū)塊鏈。

比特幣礦機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

第一階段，即挖礦初期，挖礦的參與成本較低，只需要任意一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行挖礦，同時(shí)，由于參與挖礦競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少，挖礦算法的難度較低，用普通的CPU處理器就能達(dá)到不錯(cuò)的產(chǎn)出率，從而比較容易獲得比特幣獎(jiǎng)勵(lì)。

第二階段，挖礦中期，此階段參與挖礦節(jié)點(diǎn)數(shù)目越來(lái)越多，普通CPU挖礦節(jié)點(diǎn)很難在獲取可觀的產(chǎn)出率。由于CPU的設(shè)計(jì)邏輯偏重浮點(diǎn)計(jì)算等通用計(jì)算需求，而比特幣挖礦算法所設(shè)計(jì)的僅為簡(jiǎn)單的哈希計(jì)算，不能夠充分利用CPU的的能力，一些礦工開(kāi)始使用具有多出處理器、能夠進(jìn)行快速的簡(jiǎn)單計(jì)算特性的顯卡即GPU進(jìn)行挖礦，相比于CPU挖礦，其運(yùn)算效率和對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出率都得到了大幅提升，此階段幾位礦機(jī)處理器由CPU向GPU的轉(zhuǎn)變。

第三階段，參與挖礦的節(jié)點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的算力進(jìn)一步上升，進(jìn)入了專(zhuān)業(yè)礦機(jī)的階段。出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)為比特幣挖礦二設(shè)計(jì)的定制化機(jī)器，這類(lèi)機(jī)器專(zhuān)門(mén)為哈希運(yùn)算設(shè)計(jì)，能夠更快的進(jìn)行比特幣挖礦過(guò)程所需的哈希運(yùn)算。

比特幣礦機(jī)經(jīng)歷了哪些階段？最先出現(xiàn)在己任區(qū)塊鏈。